ПРОЕКТИРОВАНИЕ IP-СЕТЕЙ СЛЕДУЮЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ (IP NGN) ПРИ ПОМОЩИ CISCO ONS 15454 MSTP И METROPLANNER



Мультисервисная транспортная платформа (MSTP) Cisco® ONS 15454 является отраслевым эталоном для решений в области плотного спектрального мультиплексирования (DWDM). Платформа предлагает комплексный подход к проектированию, предоставлению и обслуживанию оптической сети при помощи инструмента проектирования Cisco MetroPlanner, а также благодаря гибкости настраиваемого оптического мультиплексора ввода/вывода (ROADM).



КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Сетевой уровень является основой динамичной, защищенной, гибкой и масштабируемой IP-сети следующего поколения (IP NGN), обеспечивающей работу важнейших функций бизнеса на уровне услуг, а также источники прибыли на уровне приложений (рис. 1). Целостность, управляемость и масштабируемость сетевого уровня закладываются на ранних этапах планирования и проектирования сети. Cisco Systems® предлагает способ взятия под контроль этих важнейших переменных при помощи сочетания инновационных решений, программного обеспечения для комплексного управления, а также интеллектуальных инструментов проектирования сетей, ускоряющих развертывание новых сетей и возврат инвестиций.

Cisco MetroPlanner – это комплексный инструмент проектирования сетей DWDM и изменения существующих проектов (дельта-планирования). Он позволяет провайдерам сосредоточиться на определении типов предлагаемых услуг и вопросах доступности благодаря радикальному упрощению процесса сравнения альтернативных вариантов предоставления услуг и связанных с ними инвестиций. В решении MetroPlanner использованы новейшие технологии транспортных сетей городского масштаба Cisco, включая мультисервисную транспортную платформу Cisco ONS 15454 с полностью интегрированной технологией ROADM, которые помогают создать оптимальную инфраструктуру сети DWDM, поддерживающую предоставление услуг между любыми устройствами.

Выходные данные MetroPlanner полезны как на этапе проектирования, так и при внедрении, включая: отчеты о производительности систем, создание спецификаций используемых материалов, графическое представление планов стоек и шасси, оптических соединений между узлами, а также доступные для скачивания настройки для каждого узла оптической сети (включая Direct Data Exchange).

Преимущества использования MetroPlanner при проектировании сетей имеют отношение не только к этапу проектирования, но и к периоду эксплуатации, позволяя значительно снизить эксплуатационные расходы, традиционно связанные с технологией волнового мультиплексирования (WDM) и оптическими мультиплексорами ввода/вывода (OADM), благодаря автоматизации трудоемких операций. Интеллектуальные функции DWDM платформы Cisco ONS 15454 MSTP позволяют осуществлять динамический мониторинг и настройку силы и условий сигнала в волновом канале для обеспечения оптимального выполнения условий соглашений об уровне обслуживания. Это дает провайдерам возможность в упреждающем режиме контролировать работу услуг.

В данном документе содержится обзор ключевых возможностей и функций, поддерживаемых платформой Cisco ONS 15454 MSTP и MetroPlanner и служащих для создания полностью интегрированного решения для сетей DWDM на основе ROADM.

Рисунок 1. Сетевой уровень, основа архитектуры IP-сетей следующего поколения Cisco



ПРОБЛЕМА

Проектирование сетей DWDM всегда было сложной задачей из-за природы оптических сигналов, которые основаны на аналоговых технологиях, хотя и используются для транспортировки цифровых сигналов. Из-за линейных и нелинейных эффектов приходится учитывать сразу несколько различных параметров. К линейным эффектам относятся такие, как аккумуляция шумов, ограничение мощности оптических сигналов, а также хроматическая дисперсия; К нелинейным эффектам относятся перекрестная фазовая модуляция, фазовая автомодуляция и четырехволновое смешение. Проектирование городских и городских региональных сетей DWDM с большим числом точек ввода/вывода связано с дополнительными трудностями, так сеть должна обеспечивать работу различных оптических путей, использующих одни и те же оптические компоненты (например, оптические усилители и компенсаторы дисперсии).

Проектирование и оптимизация сети DWDM – это интерактивный процесс, требующий учета всех ограничений системы:

  • Расстояние и вносимые потери на отрезках сети
  • Типы и число услуг, которые должны быть предоставлены в каждой точке, подключенной к сети

На основании этих требований при проектировании сети DWDM необходимо оптимально расположить оборудование в различных узлах сети таким образом, чтобы снизить общую стоимость проекта. При использовании оптических мультиплексоров ввода/вывода (OADM) в различных точках сети, число и тип устройств, установленных в каждом узле, необходимо оптимизировать при проектировании таким образом, чтобы снизить общую стоимость сети.

Технология ROADM в сетях DWDM должна обеспечивать полную гибкость структуры трафика. При использовании инструментов проектирования сетей эта гибкость обеспечивается путем проверки различных оптических путей, существующих в сети.


РЕШЕНИЕ

Платформа Cisco ONS 15454 MSTP предоставляет комплексное решение для проектирования, предоставления и обслуживания оптической сети DWDM, включая:

  • Cisco MetroPlanner – это приложение, основанное на технологии Java, позволяет моделировать и проектировать сети DWDM на основе мультисервисной транспортной платформы Cisco ONS 15454 MSTP.
  • Компоненты DWDM – Полный набор транспортных и агрегационных компонентов для сетей DWDM позволяет быстро и просто создавать интеллектуальные оптические сети.
  • Интеллектуальное программное обеспечение для передачи оптических сигналов – Каждый сетевой элемент может автоматически поддерживать транспортные функции в сетях DWDM (такие же, как в сетях SONET/SDH и сетях передачи данных), позволяя создавать транспортные сети DWDM следующего поколения.
  • Cisco Transport Controller – Этот интегрированный инструмент может использоваться при установке и конфигурировании на сетевом уровне.

Преимущества такого решения выходят за рамки возможностей обычных аппаратных решений. Решение на базе Cisco ONS 15454 MSTP помогает проектировать, обслуживать и оптимизировать сети DWDM, что повышает их производительность и позволяет снизить эксплуатационные расходы.

Инструмент Cisco MetroPlanner помогает пользователям на всех этапах создания сети DWDM – от проектирования до развертывания сети. Изначально этот инструмент разрабатывался для создания спецификаций используемых материалов для клиентских сетей. Последняя версия приложения обладает намного более широкими возможностями по сравнению с первоначальной версией. В ней поддерживаются новые возможности платформы Cisco ONS 15454 MSTP. На рис. 2 представлен графический интерфейс 7-го релиза инструмента.

Рисунок 2. Инструмент проектирования сетей DWDM Cisco MetroPlanner


Ниже перечислены ключевые возможности и функции последнего релиза Cisco MetroPlanner:

  • Графический интерфейс, позволяющий оптимизировать проектирование уровня DWDM – как правило, пользователям доступны различные точки в сети, а не только те, где необходим ввод/вывод трафика. Cisco MetroPlanner помогает определить тип и количество оборудования, которое должно быть использовано не только в точках ввода/вывода, но и во всех других точках сети. Инструмент учитывает топологию сетей, типы и протяженность используемого оптического волокна, а также текущие и будущие потребности в отношении трафика.
  • Проектирование гибких сетей с возможностью соединения любых точек – Используя устройства ROADM, доступные на платформе Cisco ONS 15454 MSTP, Cisco MetroPlanner помогает разработать проект сети DWDM, обладающей полной гибкостью как в отношении возможностей соединения начальных и конечных точек, так и в отношении интерфейсов и услуг (рис. 3).
  • ROADM optimization - Taking advantage of the availability of multiple ROADM solutions in the Cisco ONS 15454 MSTP, Cisco TransportPlanner automatically optimizes the number of channels (for example, 32 channels vs. 40 channels) and the configuration (for example, degree-2 vs. multi-degree) of the ROADMs in the network. Cisco TransportPlanner can also manage the scalability requirements and enable an in-service upgrade to add new directions and new traffic patterns to an existing design.

Рисунок 3. Возможности проектирования сетей с поддержкой соединения между любыми точками в Cisco MetroPlanner

Cisco MetroPlanner обеспечивает проектирование гибких сетей, контролируя, какие узлы будут оборудованы устройствами ROADM. Пользователь может также выбрать типы трафика и подключений, которые будут использоваться для маршрутизации трафика между узлами, что позволяет создать сеть с поддержкой соединения между любыми точками (any-to-any). Таким образом, пользователь получает возможность учитывать различные сетевые сценарии и снизить общую стоимость сети.

  • Полный набор интерфейсов DWDM – Cisco ONS 15454 MSTP является транспортной платформой сетей DWDM для всех устройств и платформ Cisco, оборудованных "цветными" интерфейсами DWDM. Cisco MetroPlanner позволяет проектировать сети, в которых оптические сигналы исходят от любых доступных устройств Cisco. Пользователь может просто выбрать тип услуги, необходимой клиенту, или напрямую указать, что для предоставления какой-либо услуги должно использоваться определенное устройство. Благодаря гибкости платформы и возможностям Cisco MetroPlanner пользователи могут оценить стоимость различных вариантов реализации сети.
  • Индивидуальные интерфейсы DWDM – Cisco ONS 15454 MSTP управляет прямыми соединениями между интерфейсами DWDM, что позволяет избежать расходов, связанных с обеспечением взаимодействия между различными устройствами через "серую" оптику. При проектировании сети Cisco MetroPlanner также поддерживает интерфейсы DWDM сторонних производителей, позволяя пользователю указать параметры интерфейса и используя этот интерфейс в проекте сети.
  • Возможность изменения проекта сети (дельта-планирование) – Одна из наиболее полезных возможностей Cisco MetroPlanner для пользователей платформы Cisco ONS 15454 MSTP – это возможность оценить и определить необходимые изменения в проекте существующей сети при ее масштабировании и модернизации. Технология дельта-планирования позволяет пользователям добавлять или удалять узлы ROADM (и конечно, фиксированные OADM) из проекта, добавлять поддержку новых услуг, а также изменять параметры гибкости существующей или планируемой сети. Дельта-планирование также обеспечивает полный набор возможностей по составлению отчетов, что позволяет быстро определить, что именно необходимо изменить и где, на уровнях сети и узлов.
  • Подробный отчет о производительности системы – Для каждой из услуг, определенных на сетевом уровне, Cisco MetroPlanner предоставляет отчет по параметрам оптической сети, что позволяет быстро оценить возможность поддержки данной услуги. Инструмент создает отчет с цветовой индикацией результатов и возможностью просмотра подробных данных. Кроме того, существует возможность создания отчетов об общих задержках для тех видов услуг, которые особенно чувствительны к задержкам.
  • Полная спецификация используемых материалов для узлов и сети – Общая стоимость остается одним из наиболее важных параметров при проектировании оптических сетей. Cisco MetroPlanner автоматически синхронизирует цены на каждое отдельное устройство с web-сайтом Cisco.com и на основании этих данных создает полные спецификации используемых материалов для всей сети и каждого отдельного узла. Эта информация может использоваться при оценке различных сценариев реализации сети, с возможностью задания различных вариантов и ограничений для проекта. В последней версии Cisco MetroPlanner (релиз 7.0) также реализована поддержка индивидуальных прайс-листов, с возможностью их сохранения, экспорта, а также обмена ими между пользователями.
  • Комплексная поддержка от проекта до установки – Cisco MetroPlanner поддерживает этапы проектирования и ввода в эксплуатацию сети DWDM. Инструмент создает графические схемы стоек, шасси и устройств в каждой точке сети. Эти схемы могут использоваться как при проектировании, так и во время установки сети. Кроме того, Cisco MetroPlanner предоставляет полный список световодов, которые должны быть установлены между устройствами для обеспечения беспрепятственного прохождения сигнала на уровнях сети и узлов. Cisco MetroPlanner также может использоваться в ситуациях, когда параметры оптического волокна отличаются от заложенных при создании изначального проекта. В этом случае инструмент может быть использован в "режиме установки" (Install mode), что позволит проверить совместимость проекта с новыми характеристиками оптического волокна, не меняя общей спецификации используемых материалов.
  • Автоматический обмен данными между инструментом и платформой Cisco ONS 15454 MSTP – Cisco MetroPlanner помогает ускорить процесс установки и ввода в эксплуатацию Cisco ONS 15454 MSTP на местах. Инструмент позволяет создавать файлы конфигурирования, с помощью которых можно настроить необходимые параметры оптических сетей на уровне узлов. Начиная с последней версии Cisco MetroPlanner (релиз 7.0), тот же самый файл может быть использован и для предварительного конфигурирования отдельных модулей в узлах сети. Это позволяет пользователям обеспечить правильность установки на местах еще до настройки первого волнового канала DWDM в узлах сети.

Прямой обмен данными между Cisco MetroPlanner и платформой Cisco ONS 15454 MSTP является важной функцией, значительно упрощающей проектирование и развертывание сетей DWDM. Параметры, используемые при проектировании в Cisco MetroPlanner для настройки и проверки оптических соединений в сети, позволяют задать необходимые контрольные уровни в Cisco ONS 15454 MSTP. Эти контрольные уровни могут автоматически использоваться каждым узлом сети для поддержки следующих интеллектуальных функций передачи оптических сигналов:

  • Автоматическая настройка узлов (Automatic node setup) – эта функция позволяет автоматически установить и поддерживать все оптические пути в узле DWDM. Управление осуществляется непосредственно контроллером узла и не требует какого-либо вмешательства оператора или использования управляющих интерфейсов.
  • Автоматический контроль мощности – Эта функция работает на двух различных уровнях сети и позволяет реагировать как на катастрофические (быстро происходящие) события, так и на медленное ухудшение параметров мощности. Реагирование на катастрофические события происходит непосредственно на уровне оптических усилителей, что позволяет максимально сократить время реакции на внезапное изменение числа каналов, проходящих через устройства. Реагирование на медленное ухудшение (деградирование) параметров сети (например, дополнительные потери волокна или старение) осуществляется на сетевом уровне при помощи дополнительной автоматической системы. Узлы DWDM обмениваются данными об уровнях мощности сигнала и способны изменить настройки усилителей, если уровень оптического сигнала сильно отличается от ожидаемого. Такой многоуровневый механизм контроля помогает обеспечить оптимальную работу сети независимо от изменений на физическом уровне.
  • Предоставление волновых каналов (Wavelength path provisioning) – эта функция позволяет Cisco ONS 15454 MSTP управлять соединениями DWDM так же, как мультисервисная платформа Cisco ONS 15454 MSPP управляет сетями SONET/SDH и каналами передачи данных. Пользователи могут создавать сетевые соединения на базе оптических каналов (Optical Channel Network Connections, OCHNC) и аналогичные клиентские соединения (Optical Channel Client Connections, OCHCC), а затем управлять ими, как каналами MSPP. Одним из главных преимуществ технологии предоставления волновых каналов является то, что все перенастраиваемые мультиплексоры ввода/вывода (ROADM) в канале автоматически настраиваются и поддерживаются, как только создается канал, без необходимости какого-либо вмешательства. Соединения OCHNC, как правило, используются для предоставления оптических каналов в случаях, когда интерфейсы DWDM не являются частью платформы Cisco ONS 15454 MSTP. Примером такой ситуации является прямой интерфейс между линейными картами 2-го или 3-го уровня и платформой Cisco ONS 15454 MSTP. Соединения OCHCC, как правило, используются для предоставления оптических каналов между ближними и дальними клиентскими портами транспондеров или мультиплексирующих транспондеров на платформе Cisco ONS 15454 MSTP. В этом случае у пользователя есть возможность управлять каждой отдельной клиентской услугой, даже при агрегации этой услуги с другими и ее транспортировки по сети в составе каналов OCH-Trail.
  • Благодаря мультисервисным возможностям, инновационным технологиям оптических сетей, автоматической системе управления мощностью оптических сигналов, а также легкости в использовании, сравнимой с платформой MSPP, транспортная платформа Cisco ONS 15454 MSTP в корне изменяет процедуру проектирования и администрирования городских и региональных сетей DWDM. Возможность сочетания различных услуг и интеллектуальных функций DWDM в Cisco ONS 15454 MSTP позволяет значительно снизить капиталовложения и эксплуатационные расходы современных городских и региональных сетей.